在完成與通過產品構想設計與產品開發專案計畫研提與審查之後，即代表企業確認產品的定義與使命，並承諾將給予產品開發團隊所需的人力與物力，進入全面設計發展的階段；由於事關重大，一般而言其審查作業由企業的高階主管拍板定案。
本文即闡述產品設計的內涵，以及接續的設計審查內容。
執行產品設計的目的很簡單，就是以產品開發專案將所擬開發的產品具體實現，分為以下幾個步驟：
- 成立新產品開發專案
- 初步設計
- 細部設計
- 確認設計符合產品需求（可使用品質機能展開）
- 可靠度設計
- 失效模式與效應分析（Failure Model and Effect Analysis, FMEA）
- 設計審查
- 研發試作
- 設計驗證
本文將只討論初步設計、細部設計、設計審查等子項，至於品質機能展開、可靠度設計、失效模式與效應分析涉及設計專業，與新產品開發管理的「管理」領域較遠，於此就不展開了；至於研發試作與設計驗證則留到之後的文章再討論。
壹、新產品開發專案規劃與控制
基本上新產品開發專案為專案管理的一個分支，工作項目包括（但不限於）：
- 將任務分解，也就是工作分解架構（WBS）
- 按執行時間順序排列相關的活動/行動/任務表
- 排定各活動開始/結束時間的時程
- 預估每項活動或任務所需的資源，人力及財力
- 各發展階段所需達成的目標
圖一為新產品開發專案管理的流程圖，專案管理相關資訊網路上很多，於此就不再贅述。
圖一、新產品開發專案管理示意圖
貳、設計執行與審查
1. 初步設計（preliminary design）（或概念設計（conceptual design））
初步設計係指依照設計需求（顧客/使用者需求–>系統功能–>系統規格–>規格下放（allocation））提出數個可行的候選方案，並由其中挑出最適合的設計方案；所謂最適合需綜合考量各種因素，包括（但不限於）：時程、經費與人力投入、技術與製造的可行性、易製性與後續維修性、綜合成本、可靠度與安全度…等等；由以上的描述，可預想要設計出最適的產品並不容易，因此在此階段往往需要花費許多時間來來回回修正，這是正常現象，不可不查也；圖二為開發一個系統各階段的開發成本與降低成本的機會，由圖中可知在產品概念設計（初步設計）所使用的經費僅佔全系統開發的2％，但降低系統總成本的機會卻可高達30％，因此此階段多花點時間、精力是值得的。
圖片來源已不可考，應來自系統工程類書
圖二、各階段系統開發成本與降低成本的機會
也許有人會問，步驟三不是已經做過產品概念設計了嗎？為什麼在這裡還要再做一次？兩者有什麼不同？
原則上兩者是一樣的，只是更深入、更謹慎罷了；因此，很多時候，這階段的初步設計是直接將步驟三的概念設計拿過來使用。
但由於步驟三的目的是為了說服企業高層核定本產品開發計畫，重點不在產品的設計是否最為合適，而是產品是否有市場？（product/market fit）產品的定義、產品的任務、是否契合企業的產品策略？會不會為企業賺取可觀的利潤？…等等；也就是該階段企業高層的焦點是放在企業的策略契合面，而不是產品的設計面，因此設計團隊在該階段是不會投入太多的心力在產品的概念設計上。
但本階段則將重心放在產品的設計上，首重概念設計（也稱為初步設計）；如前所述，此時的設計團隊已較步驟三的設計團隊擴張很多倍，應依照設計需求提出數個可行的候選方案，並由其中挑出最適合的設計方案，工作內容包括（但不限於）：
- 依照設計需求提出數個可行的候選方案；
- 根據這些候選方案，進一步確認各方案的產品功能、架構、元件配置、形狀、大小、重量…等等，並藉由正式的會議評估，由其中挑出最適合的設計方案。
2. 正式會議以挑選最適合的設計方案（或概念設計）
本會議的目的即是根據設計團隊所提出的數個可行候選方案，由其中挑出最適合的方案，並進一步確認或調整中選方案的產品功能、架構、元件配置、形狀、大小、重量…等等；評估內容包括（但不限於）：
- 各設計方案是否滿足設計需求所列舉的各種要求事項？
- 各設計方案在產品技術與生產能力方面是否有潛在的風險？
- 綜合考量時程、經費與人力投入、技術與製造的可行性、易製性與後續維修性、綜合成本、可靠度與安全度…等等。
此階段尚有許多工作還未完成，因此會議結論可能是「暫時」選出兩、三個候選方案，並提出多項待澄清或調整事項，俟設計團隊後續補充後，再進一步確定最後的方案。
3. 接續初步設計
若能在各個候選設計方案（或概念設計）的評估中挑選出單一個最適方案則最好，否則接續的初步設計需同時多案進行；此階段的工作包括（但不限於）：
- 對最適設計方案（之一或多個候選方案）進行電路設計、機械設計、靜、動態分析，確認所設計的產品是否滿足主要功能；
- 決定主要材料、零件，並檢討系統的可靠度、使用壽命目標是否可達成；
- 考慮耐環境性、操作性、易製性、…等；
- 參考過去類似設計的實際使用經驗…等，調整設計；
- 系統展開（功能、規格、介面、模組），工作內容包括（但不限於）：系統功能展開、規格下到各模組（allocation）、定義各模組間的介面（硬體、軟體）、工作分解架構（WBS）、目標成本；
- 若採用的新技術、新材料、新設備、新方法的風險評估；
- 更詳細的工作與時程展開；
- 設計方案（或概念設計）評估會議所律定待澄清或調整事項。
4. 初步設計審查
初步設計審查的主要目的係（再次）確認最適設計方案是否滿足設計需求所列舉的各種要求事項？各設計方案在產品技術與生產能力方面是否有潛在的風險？設計方案（或概念設計）評估會議所律定待澄清或調整事項是否都完備？此外，設計審查還包括（但不限於）：產品的設計適切性、功能、性能、成本、安全性、可靠性、生產性、對周遭環境的影響、維護性、服務性、生命週期成本、人因工程的要素、法規…等等。
參與會議的專業人士包括（但不限於）：設計、製造、品質保證、行銷與業務、售後服務、包裝、運輸、設置、使用、倉儲、最終處置、…等等；由參與的人士可知設計審查不只是審查產品的設計，還包括產品的銷售、支援與服務、甚至最終處置…等等。
5. 細部設計（critical design）
細部設計的工作即是根據初步設計審查的設計方案，實施細部的尺寸標示與公差、強度計算、電路設計、細部的構造與機構，最後完成設計圖；相關的工作還包括（但不限於）：
- 功能組件的設計、材料選用；
- 慎思耐環境、安全、運送、保管、操作…等問題，並將現有類似設計的實際使用的數據、資料、經驗，納入細部設計考量；
- 透過與製造技術部門的協調與溝通，將產品生產上的要求（限制）納入細部設計中考量，並進行製造與夾治具的準備；
- 根據設計檢視產品的使用年限、使用環境、可靠度、成本…等目標是否達成；
- 完成產品使用流程設計；
- 防呆設計；
- 進行失效模式與效應分析（Failure Model and Effect Analysis, FMEA），以降低產品失效的風險；（FMEA為產品（尤其是載人載具）必須嚴格進行的工作，網上資源很多，於此不再贅述。）
- 完成產品檢驗（驗收）規格、條件的擬定；
- …等等。
6. 細部設計審查
細部設計審查與初步設計審查的目的不同，後者係針對產品的設計概念進行評估與選擇，前者則進行設計方式的嚴謹性進行審查；後者由各方面的專家進行產品360度的審視，以確保產品各方面均合宜，無風險；然前者涉及設計專業，可由設計總工程師（或資深工程師）就設計專業進行審查即可，其餘領域的專家或可不必參加；細部設計審查可依設計的進度情況分成數次執行或先行進行多次內部非正式的審查，最後才進行正式的審查工作。
6.1 設計審查的內涵
細部設計審查的工作包括（但不限於）：
- 設計需求所列舉的各種要求事項（包括材料、公差、表面處理…）是否適切、完整？
- 詳細設計的內容能否滿足各項設計的規格？
- 在產品技術性能與生產能力方面是否有潛在的風險？
- 針對設計要求事項、各功能模組的設計方案與備選方案進行客觀的評估？包括：滿足顧客需要與成本間的取捨？同一功能模組不同設計方案的優先順序與選取？
- 確認加工製造、裝配所應符合的要求；
- 評估各種潛在可能故障模式或不安全事項；
- 對可降低產品開發風險的事項及必要的因應對策均需加以明確化，並藉由設計審查使這些事項的實施與推動得以明確化；
- 與會者相互提供資訊：如過去或其他業者產品品質的潛在問題、設計變更的風險、新設計方案的其他可能備選方案與風險…等等；提供後續開發計畫、測試計畫所需的更多資訊；
- …等等。
細部設計審查須在產品進入試作、測試驗證前完成。
6.2 設計審查應注意的地方
為達成設計審查會議的目的，縝密規劃會議的內容、審核項目、進行方式至為重要，應注意的地方整理如下（但不限於）：
- 應建立正式的設計審查機制；
- 應建立設計審查的標準程序、要審查的文件、審查清單…；
- 以設計技術為主的設計審查（細部設計審查）應與產品方案的設計審查（初步設計審查）分開；如前所述，兩者的關心點不同，後者注重生產、行銷、品質、財務、…等等；前者注重規格的滿足性、功能、性能、可使用期限、可製造性與易製性、可靠度、失效模式…等等
- 設計審查由系統、次系統、功能模組、零件、材料…依序展開；
- 會議前應明確將檢討或審查的範圍；
- 產品方案設計審查的主要效益為提升「設計的品質」，而非「設計的水準」；不要糾結設計專業的事項，設計留給專業的設計工程師；
- 設計審查的主席負產品的成敗責任；
- 對審查時所提出的問題應確實加以追蹤考核，限時完成；
- …等等。
6.3 設計審查清單
上小節提到設計審查應建立設計審查的標準程序、要納入審查的文件、審查清單，其中又以設計審查清單至為重要；設計審查的目的不是在挖設計團隊的「錯」或缺點，而是借重各領域的專家智慧來協助設計團隊將其設計成果更臻完備；因此在審查之前（甚至設計之初）即應給予設計團隊各面向的設計檢核清單（check list），讓設計團隊在設計時即能有所參照、依循與檢核；而非在設計審查時，由專家依其專業提出各種問題，讓設計團隊難以招架；美國軍方訂定各種軍規標準（MIL-Standard），以讓設計團隊在設計時有所依循，即是這個道理；以下列出部分的檢核清單（但不完整），以供參考：
- 產品應具備的品質功能及性能
- 顧客的需求事項是否明確？
- 產品應具備的品質功能是否毫無遺漏地列舉出來？
- 來自市場或製造現場對現有產品的抱怨，是否已納入考慮？
- 使用時的負荷（Stress）
- 結構所能承擔的負荷限度及使用的額定負荷
- 使用電壓、電流的極限及額定負荷
- 使用溫度、壓力的極限
- 使用水的硬度、酸鹼值極限
- 環境負荷
- 使用環境溫度、濕度、高度的極限
- 振動、衝擊、噪音的極限
- 異物（砂、油、污垢、…）的影響
- 是否考慮引起腐蝕、生鏽的環境因素？（含鹽分的水氣、硫磺氣…）
- 外部磁力、放射線的容許度
- 使用的天候環境
- 是否有電磁波干擾疑慮
- 補助材料（清洗劑、漂白水、潤滑油…等）的影響
- 可靠性設計
- 是否參考其他類似產品的設計資料？
- 是否充分使用標準零件？
- 是否對新材料、新零件、新結構相關事項，進行FMEA評估？
- 關鍵性功能為何？是否進行備援設計或設法減輕負荷？
- 設計是否盡量單純化？
- 安全性設計
- 有無銳利尖角、鋸齒狀等部位？
- 是否都考慮到各種可能的誤用情況？或防呆設計？
- 是否完全滿足我單位、業界、國家所制訂的安全法規標準？
- 使用說明書是否充分闡述安全事宜？
- 是否標示危險警告及危險程度？
- 其他（真是族繁不及備載），包括：使用的簡便性及人因工程要素、外觀、保養、維持費用、對周遭環境可能的影響、製造成本、包裝、運輸搬動儲存、安裝、售後服務、法規、產品責任、專利、除役、…等等。
7. 設計審查—試驗計畫審查
當產品設計審查完成之後，則進行產品雛形件的試製與雛形件的測試；同樣的，在製作雛形件之前即應該完成雛形件的測試驗證計畫，並審查核定；內容包括（但不限於）：
- 產品系統、功能模組、零件、材料的測試驗證計畫審查
- 測試驗證項目、方法、程序、合格標準、測試設備…；
- 產品符合使用者需求之功能測試計畫審查
- 使用環境測試計畫審查
- 產品設計驗收計畫審查
- …等等。
結語
當企業進入產品設計階段時，即代表企業確認產品的定義與使命，並承諾將投入大量的人力、物力，進入全面設計發展的階段；此階段特重初步設計（preliminary design），或稱之為概念設計（conceptual design）；初步設計係指依照設計需求提出數個可行的候選方案，並由其中挑出最適合的設計方案；初步設計至為重要，在初步設計階段仔細推敲最優的產品構型可以降低成本與增加可靠度，並延續許多世代而不需要調整；但不好的產品構型設計不但成本高、可靠度低，且在市場上難以競爭，不可不慎。
設計審查的目的不是在挖設計團隊的錯或缺點，而是借重各領域的專家智慧來協助設計團隊將其設計成果更臻完備；此階段的設計審查以紙上審查為主，也就是就設計概念、分析與模擬等報告等資料進行評估；此外，組織應建立正式的設計審查機制，並設計審查的標準程序、要審查的文件、與審查清單。
在通過設計審查之後，則進入新產品開發管理的第五個步驟—研發試作與設計驗證。